Les R

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Les Réseaux Informatiques

• Ethernet, FastEthernet, Gigabit Ethernet
  Lévolution

Laurent JEANPIERRE
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Contenu du cours

• Ethernet Rappels
• Fast Ethernet 100Mb/s
• Gigabit Ethernet 1Gb/s et plus
• Auto-négociation un pb de compatibilité

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Ethernet

• 1982 (Norme IEEE 802.3,1983)
• Couches OSI N1
• Câbles coaxiaux (10base2/10base5)
• Paires torsadées (10baseT)
• Transmission en bande de base
• Codage Manchester
• Couches OSI N2
• CSMA/CD
• Format de trames
• Adresses MAC

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Ethernet (2)
Données
_at_ Source
_at_ Destination
Préambule
SFD
Type
CRC

• 46 octets de données minimum
• ? 64 octets/trame ( préambule SFD)
• ? 51,2ms minimum (slot time)
• ? Longueur maximale 2,5 km
• 96 bits inter-trame
• ? 9,6ms de blanc entre deux trames

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Contenu du cours

• Ethernet Rappels
• Fast Ethernet 100Mb/s
• Gigabit Ethernet 1Gb/s et plus
• Auto-négociation un pb de compatibilité

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Fast Ethernet 100 Mb/s

• Très ressemblant à Ethernet
• 1995, norme 802.3u
• Même câbles (pas de coaxial)
• CSMA/CD
• Trame mini 46 octets données
• ? 5,12ms minimum
• ? Longueur max 100 m
• Inter-trame 96 bits
• ? 0,96ms

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100baseT4

• 4 paires torsadées, cat 3
• 1 émission
• 1 réception
• 2 bidirectionnelles (? Half-Duplex)
• Codage 8B6T
• 8 bits, 6 ternaires
• 3 voltages V,0,-V (? 36729 symboles)
• Au moins 2 transitions (synchro horloge)
• Signaux à 25MHz (2 ternaires / paire torsadée)
• ?12,5Mo/s ?100Mb/s
• Très peu utilisé

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100baseTx

• 2 paires torsadées, cat 5 (ou )
• 100 MHz par paire
• ? interdit par FCC (ondes radio 30MHz)
• ? codage Manchester impossible
• MLT3
• Soit un motif -1V, 0V, 1V, 0V
• Bit 1 ? valeur suivante
• Bit 0 ? valeur courante
• ? fréquence divisée par 4 (au moins)

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100baseTxMLT3

• Ex
• 737h0011 01112
• 1,1,0,-1,-1,0,1,0
• Le problème des 0
• Pas de transition (même symbole envoyé)
• ? Horloge personnelle du receveur
• ? Limiter Nb de 0 successifs
• ? Codage 4B/5B

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100baseTxCodage 4B/5B

• Au maximum 2 bits à 0 consécutifs
• 16 données
• 11110, 01001, 10100, 10101, 01010, 01011
• 01110, 01111, 10010, 10011, 10110, 10111
• 11010, 11011, 11100, 11101
• 4 contrôles
• Idle 11111
• Start 11000-10001 (J-K)
• End 01101-00111 (T-R)
• Error 00100

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100baseTxconsidérations finales

• Horloge à 125MHz
• 125M symboles / s
• 4B/5B ? 100Mb/s
• MLT3
• Division par 4 de la fréquence
• 125Msymboles/s ? 31,25MHz effectifs
• Trames
• JKlttrame ethernet habituellegtTR
• ? détection début/fin de trame

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100baseFx

• 2 fibres optiques multi-modes (gradient
  dindice)
• Transmission en bande de base
• Encodage 8B10B
• Signaux équilibrés (51 50)
• Signaux de contrôle
• 100MHz par fibre
• Full Duplex (200Mbps réels)
• Longueur Maximale 400 m

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Contenu du cours

• Ethernet Rappels
• Fast Ethernet 100Mb/s
• Gigabit Ethernet 1Gb/s et plus
• Auto-négociation un pb de compatibilité

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Le Gigabit par seconde

• Norme 802.3z (1998) Ethernet 1Gbps
• Norme 802.3ae (2002) Ethernet 10Gbps
• Totalement différent, non étudié ici
• (Presque) Compatible avec Ethernet
• CSMA/CD
• 512 OCTETS minimum (4096 bits, 4,096ms)
• ? 1 champ supplémentaire après le CRC
• 96 OCTETS intertrame (768 bits, 0,768ms)

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1000baseFx

• 2 Fibres optiques(gradient dindice / monomode)
• Transmission en bande de base
• Encodage 8B10B
• 125MHz par fibre
• Full Duplex (2000Mbps réels)
• Longueur Maximale 550 m / 5km

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1000baseTx

• 4 paires torsadées
• En émission
• En réception
• En même temps !
• ? électronique de commande très complexe
• ? très sensible au bruits
• Câbles catégorie 5e, 6, ou 7
• Longueur Maximale 100 m

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1000baseTx

• Encodage PAM5
• -2V, -1V, 0, 1V, 2V
• signaux analogiques proches
• ? faible tolérance au bruit
• 5 symboles ? 2 bits / symbole
• correction derreurs
• 54 625 symboles gt 25628 octets ?
• Utilisation dun treillis de Viterbi
• 125MHz par paire torsadée (Et la FCC???)

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1000baseTx

• Extension de la trame
• Garantit la détection des collisions
• De 64 octets à 512 octets
• ? 100m au lieu de 10m
• MAIS
• Majorité de trames courtes
• ? padding (bourrage)
• ? perte de bande passante
• ? Pas meilleur que le 100baseTx.

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1000baseTxExtension de trame

• ? Mode burst
• Insertion de trames
• Dans la partie extension
• Sans attendre la fin des 512 octets
• En respectant linter-trame de 96 bits
• ? récupérer la bande passante perdue
• POUR LA MÊME MACHINE UNIQUEMENT
• Dans une certaine limite (Pas de monopolisation)

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Bursting in pictures
100baseTx
1000baseTx
1000baseTx Burst mode
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Contenu du cours

• Ethernet Rappels
• Fast Ethernet 100Mb/s
• Gigabit Ethernet 1Gb/s et plus
• Auto-négociation un pb de compatibilité

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Interopérabilité

• Problème Il existe des équipement
• 10Mbps Half-Duplex
• 10Mbps Full-Duplex
• 100Mbps Half-Duplex
• 100Mbps Full-Duplex
• 1Gbps Half-Duplex
• 1Gbps Full-Duplex
• Câbles droits
• Câbles croisés
• Comment les connecter ensembles ?

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Le Normal Link Pulse (NLP)

• Emis par tous les équipements réseau
• Depuis le 10baseT
• En labsence de signal à émettre
• Signal de test
• 1 impulsion envoyée toutes les 16,8 ms(60 fois
  par seconde)
• Réception ? led verte allumée

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Le Fast Link Pulse (FLP)

• Depuis le 100baseT
• NLP suivie par 16?32 impulsions
• Pendant 2 ms
• 16 clocks
• 1 impulsion 1
• Pas dimpulsion 0
• ? mot de 16 bits
• Mot configuration de léquipement

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Auto-négociationPage de base (Base Page)

• Sélecteur 5 bits
• 32 configurations possibles
• Configuration 8 bits (ex. sel1802.3)
• 1100baseTx (Full-Duplex)
• 510baseT (Half-Duplex)
• Remote Fault 1 bit Indique une erreur
  matérielle (câble défectueux, )
• Acknowledge 1 bit Indique que la
  configuration envoyée a bien été reçue
• Next Page Indique la présence doptions avancées

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Auto-négociation

• Envoi en boucle du mot de contrôle (Ack 0)
• Réception de 3 mots de contrôle identiques (Ack
  quelconque)
• Positionne le bit Ack à 1
• Continue à envoyer en boucle
• Réception de 3 mots de contrôle identiques (Ack
  1)
• Configuration OK, choix du meilleur mode
• Continue à envoyer en boucle (Ack 1)

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Auto-négociation (2)

• Et si pas de réponse ???
• Réception du NLP classique
• Taille de limpulsion ? Type de matériel
• Choix du protocole correspondant
• Si disponible
• Sinon, communication impossible
• Half-Duplex obligatoirement (impossible de
  décider si full-duplex ok)
• ? Moins mauvais choix.

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Auto-négociationOptions avancées (Next Page)

• Même principe que la page de base
• 17-33 impulsions ? 16 bits
• Bit M Message (1) / Données (0)
• Bit Acknowledge comme dhabitude ?
• Bit Acknowledge2 1 si la fonction est
  supportée
• Bit T Sert en interne pour synchroniser
  léchange de pages
• Bit Next Page dautres pages suivent
• 11 bits MP contenu du message
• M1 ? code du prochain message (diapo suivante)
• M0 ? données du dernier code reçu

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Auto-négociationOptions avancées (Next Page, 2)

• Codes de messages (sur 11 bits)
• Null plus rien à envoyer (attente du
  partenaire)
• Technology Ability 1 protocoles non supportés
  par la page de base (1 donnée)
• Technology Ability 2 protocoles non supportés
  par la page de base (2 données)
• Organisation Unique Identifier code privé,
  réglé par ladministrateur
• Remote Fault détection de fautes spécifiques
• PHY ID ???
• 2040 codes encore disponibles